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INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2021

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2021

HANNOVER MESSE DIGITAL

HANNOVER MESSE DIGITAL EDITION 2021 ZUKUNFTSORIENTIERTES POWERMANAGEMENT Durchgängig vernetzte Anlagen mit intelligenter Sensorik und Aktorik stellen höchste Ansprüche an die Energieversorgung. Ein Beispiel ist die Intralogistik – hier ist eine zuverlässige Energieversorgung für Steuerung, Sensorik und Aktorik unabdingbar. Gut, dass es modulare und kommunikationsfähige Powermanagement-Lösungen gibt, die eine zuverlässige digitale Infrastruktur sicherstellen. Manche Anforderungen wurden schon immer an industriell genutzte Stromversorgungen gestellt, z. B. Energieeffizienz und Langlebigkeit. Hier punkten die für den industriellen Einsatz entwickelten PROtop Geräte mit hervorragenden Daten. Mit Wirkungsgraden über 95 % nähern sie sich allmählich den Grenzen des physikalisch machbaren. Aber es gibt neue Herausforderungen. In den Anlagen der Generation Industrie 4.0 sind alle Komponenten einer Produktionsumgebung über eine digitale Infrastruktur miteinander verbunden. Darin müssen alle eingebundenen Komponenten intelligent werden, auch die im Hintergrund arbeitenden Stromversorgungen. Weidmüller hat hierfür ein System aus Netzteil, elektronischer Lastüberwachung und Kommunikationsmodulen entwickelt, das sich an jede Anwendung anpassen lässt. Dipl.-Ing Marco Walz ist Business Development Manager Intralogistik bei Weidmüller GmbH & Co. KG in Detmold STROMVERSORGUNGEN FÜR DIE DIGITALISIERUNG PROtop-Stromversorgungen bieten Leistung, Energieeffizienz und Kommunikationsfähigkeit gleichermaßen. Durch den Wirkungsgrad von – je nach Variante – bis zu 95,3 % können in einer mittleren Produktionsanlage im Vergleich zu einer Standardstromversorgung jährlich 15 000 kWh eingespart werden. (Annahme: 100 Stück PROtop à 960 W in Dreischichtbetrieb). Gleichzeitig bieten sie mit MTBF-Werten von über einer Million Stunden hohe Betriebssicherheit und verfügen über eine annähernd doppelte Lebensdauer eines Standardgerätes. So steigern sie die Anlagenverfügbarkeit und verbessern die CO 2 -Bilanz gleich mehrfach, durch Energieeffizienz und den langen Zeitraum bis ein Ersatzgerät benötigt wird. Zudem sorgen sie mit mehr als 30 % Platzersparnis für eine höhere Funktionsdichte im Schaltschrank. Die Stromversorgungen sind in Varianten von 72 W bis 960 W mit Ausgangsspannungen von 12 V, 24 V, 36 V und 48 V erhältlich. Zudem verbessern sie signifikant und nachhaltig die Energieeffizienz und die CO 2 -Bilanz. Zahlreiche Zusatzfunktionen sowie der außergewöhnlich umfassende Zulassungssatz prädestinieren die PROtop Familie für anspruchsvolle Aufgaben. Der Einsatz der PROtop Familie ist auch unter extremen Umgebungsbedingungen möglich. So gibt es eine Variante, die einen nominellen Arbeitstemperaturbereich von – 40 bis + 70 °C bietet und hoher Luftfeuchte widersteht. Damit können Anwendungen mit etwas erhöhten Temperaturen problemlos gemeistert werden. 16 INDUSTRIELLE AUTOMATION 02/2021 www.industrielle-automation.net

HANNOVER MESSE DIGITAL EDITION 2021 01 02 DCL-TECHNOLOGIE SORGT FÜR SPITZENLASTRESERVEN Eine leistungsfähige Stromversorgung sollte über hohe Impulsenergiereserven verfügen, die beispielsweise ein kraftvolles Hochlaufen von Motoren ermöglichen. Dank der zukunftsweisenden DCL-Technologie (Dynamic Currentis Limiting) ist dies bei der PROtop Stromversorgung jederzeit gewährleistet. Dabei steht im Normalbetrieb stets eine bis zu 600%ige Stromreserve zur Verfügung, um kurzeitige Spitzenlasten jederzeit abdecken zu können. Eine integrierte Überlast-Kontrollschaltung (DCL) sorgt für den sicheren Betrieb des Gerätes und begrenzt nur bei Bedarf den Ausgangsstrom auf einen unkritischen Wert. So kann der Stromversorgung immer ein Optimum an Impulsenergie entnommen werden. Zum Beispiel stehen im Anlaufmoment von Motoren für einen Zeitraum von etwa 100 ms 300 % und für zirka 5 s 150 % an Leistungsreserven zur Verfügung. Dies ist z. B. für Anwendungen in der Fördertechnik interessant, in denen oftmals 24-V- oder 48-V-DC-Motoren mit hohen Anlaufströmen arbeiten. INTEGRIERTE SICHERHEIT: ANDERS ALS HERKÖMMLICHE REDUNDANZMODELLE Besonders kritische Anwendungen verfügen häufig über eine redundante Stromversorgung. Allerdings kann auch in der Stromversorgung selbst ein Kurzschluss auftreten. Sind die Netzteile einfach parallel geschaltet, würde auch das Reservegerät kurzgeschlossen. Herkömmliche Redundanzkonzepte sehen deshalb spezielle Redundanz- oder Diodenmodule vor, die die Netzteile im Fehlerfall entkoppeln. Diese separaten Komponenten ziehen jedoch zusätzlichen Installationsaufwand und Platzbedarf nach sich. Anders bei den PROtop Stromversorgungen. In diesen ist bereits ein Entkopplungsmodul auf Basis eines ORing Mosfets integriert. Im Fehlerfall schaltet diese Vorrichtung den Geräteausgang automatisch hochohmig. Damit lassen sich die Stromversorgungen ohne weitere Schutzmaßnahmen parallel beitreiben. Die Systemkosten werden reduziert und im Schaltschrank lässt sich mehr als 30 % Platz einsparen. Der optional zuschaltbare Parallelbetrieb vereinfacht die Stromsymmetrierung und führt zu einer höchstmöglichen Langzeitstabilität. KOMMUNIKATION: SCHLÜSSELTECHNOLOGIE FÜR INDUSTRIE 4.0 Die beschriebenen technischen Lösungen sind zwar wichtige Voraussetzungen für den Einsatz in anspruchsvollen und sensiblen Anwendungen; sie arbeiten allerdings weiterhin autark. Im 01 Mit dem aufsteckbaren Kommunikationsmodul PRO COM wird erstmalig eine durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis zur Cloud möglich 02 Dank der Möglichkeit, die PROtop-Netzteile in das FieldPower-System zu integrieren, kann der gesamte Funktionsumfang im Feld zur Verfügung gestellt werden industriellen IoT jedoch sind alle Komponenten einer Produktionsumgebung über eine digitale Infrastruktur miteinander verbunden und müssen deshalb kommunikationsfähig sein – sogar komplette Stromversorgungs-Systeme wie Netzgerät und elektronische Sicherungen. Weidmüller hat für die PROtop Geräte eine spezielle, aufsteckbare Kommunikationsschnittstelle entwickelt. Zusätzlich gibt es das Lastüberwachungssystem TopGuard, ein modular aufgebautes, elektronisches Lastüberwachungssystem (Aufmacher/Einklinkerbild). Das System besteht aus einem Einspeisemodul und mehreren angereihten Abgangsmodulen. Die Abgangsmodule sind sowohl mit fest eingestellten als auch mit frei einstellbaren Sicherungswerten bis zu 12 A pro Modul verfügbar. Die spannungsadaptive Class2-Lastüberwachung erlaubt erstmalig den durchgängigen Einsatz einer Betriebsspannung von 18–30 V DC für eine NEC-konforme Verteilung. Sollte es zu einer Überlast oder einem Kurzschluss kommen, schaltet Top- Guard den betroffenen Kanal ab. MONITORING JEDES EINZELNEN KOMMUNIKATIONSMODULS Der Clou ist jedoch das Kommunikationsmodul, mit dem sich sowohl die Stromversorgung PROtop als auch das Lastüberwachungssystem nachrüsten lassen. Durch den Einsatz der standardisierten IO-Link-Technologie (IEC 61131-9) erhält der Anwender die Möglichkeit der Datenübertragung einschließlich Datentransparenz und Fernsteuerbarkeit der Lastüberwachung TopGuard. Das Kommunikationsmodul ermöglicht zum Beispiel ein Monitoring jedes einzelnen Moduls in Bezug auf die Spannung und Stromabgabe, ebenso ein Ein- und Ausschalten der einzelnen Kanäle sowie auch das Rücksetzen im Fehlerfall. Weiterhin können die verwendeten Module direkt über die Steuerung parametriert werden. Die Betriebsdaten werden dabei in einer IODD-Datei (IO Device Description) erfasst. Bilder: Weidmüller www.weidmueller.com www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 02/2021 17

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